【正文】 的主機節(jié)點收到遠程幀后，將啟動相應的發(fā)送過程。 本章主要介紹了CAN總線網絡的各個節(jié)點硬件電路和節(jié)點之間網絡互連的設計方法，同時簡述了設計CAN網絡節(jié)點之間的通信原理。由于本人水平和能力有限，對相關知識只是了解了大概，在后期學習中，還要加強學習節(jié)點設計、組網等的相關知識。 第5章 CAN總線網絡的測試及運行 CAN總線網絡節(jié)點硬件設備測試欲進行CAN總線網絡的運行工作，首先要對節(jié)點硬件設備進行測試。完成了原理圖及PCB板圖的設計后，應將PCB板圖送與廠家進行生產。拿到成品PCB板子后首先要對空板進行調試，確保線路能夠正常。測試的項目主要：在拿到板子后，首先仔細觀察板子的生產情況，看是否有明顯的裂痕，用萬用表檢測電源和接地之間是否存在短路現象，連接線是否存在斷路現象等。如果一切沒有問題，則可以開始焊接元件。成品PCB板子測試沒有問題后，可以焊接部分元器件。在焊接時要注意首先要從電源部分按順序開始焊接，焊接之后要通電進行測試，以確保整個電路板不存在短路、開路現象。如果一切正常，則按照其他功能模塊順次開始各個部分的焊接工作。（1）主要芯片的焊接工作：將單片機STC89C5SJA1000、PCA82C250等主芯片放在電路板對應的位置，利用電烙鐵先用松香將其電路管腳固定住，再利用焊錫將元件焊牢靠。注意芯片每個管腳不能相連，焊點要均勻、微小、牢靠。本設計中單片機的復位電路為上電復位電路，無手動復位電路，可以減少板子的體積，然后振蕩電路應該盡可能靠近單片機的時鐘電路引腳（XTALXTAL2）和SJA1000晶振時鐘電路引腳（XTALXTAL2）。（2）其他器件的焊接工作：將電源連接口、數據收發(fā)的總線連接口、排針、數碼管等器件放在指定的位置。因它們管腳較少，體積較大，故不需要松香固定，直接用電烙鐵焊接即可，注意焊點不能過大，不能和其他器件的管腳誤焊在一起。（3）按照前面的方法依次將其他三個板子正確焊接完成，并全部完成硬件調試工作，直到全部調試正常。 CAN總線節(jié)點數據收發(fā)測試 完成CAN總線網絡節(jié)點的數據收發(fā)功能測試的目的在于測試各個CAN節(jié)點之間是否正常工作，軟、硬件是否配置得當。為CAN總線網絡的正常運行打下基礎。在測試之前，首先進行電源供電兼下載器件USBTTL小板的測試工作，以實現此模塊正常工作，否則，無法進行下面的測試及運行工作。 拿到USBTTL小板，如圖所示跳線帽插在RX和TX上使其短路。 USBTTL小板及其跳線帽插入圖因為在實際應用中數據的發(fā)送和接收不可能人為控制，為了能夠更加貼近實際應用，在本設計中板子并沒有設計成數字按鍵模式，軟件設計的思想是將要發(fā)送的數據全部燒寫到發(fā)送節(jié)點中，接收節(jié)點只負責接收數據，并通過串口打開測試軟件可以在計算機上顯示收到的數據。發(fā)送節(jié)點發(fā)送數據的成功發(fā)送一次，發(fā)光二極管閃爍一次，數碼管動態(tài)顯示一次F。而接收節(jié)點成功接受一次時發(fā)光二極管閃爍一次，數碼管動態(tài)顯示一次R。在USBTTL測試成功后，下面開始測試CAN網絡的節(jié)點之間通信功能。給一塊板燒寫發(fā)送數據測試程序，給另一塊板燒寫接收數據測試程序。 USBTTL與單片機模塊的連接圖將CAN系統(tǒng)板插入到單片機系統(tǒng)板的并口針中，如果沒有將CAN板子插入到單片機的并口針中，因為程序在初始化CAN過程中會出錯，所以即使燒寫的是發(fā)送的程序，也不會有燈閃爍。發(fā)送程序對應的數碼管顯示F，接收程序對應的數碼管顯示R，如果該單片機燒寫的是發(fā)送的程序，LED燈間隔一秒左右會閃爍一次，表示在發(fā)送數據。將第二塊CAN系統(tǒng)板插入到單片機并口針中， 沒有接上兩個CAN的連接線，接收指示燈是不會閃爍的（因為沒有將節(jié)點掛接到總線上，無法進行通信），當接上CAN的連接線后，會有接收指示燈閃爍，表示接收成功，說明通信功能正常。 一發(fā)一收兩個CAN節(jié)點連接及通信功能測試圖當上述步驟都能成功完成，說明此時CAN網絡的通信功能測試工作已經順利完成，那么下面我們就可以進行本設計的最后一個部分，即CAN總線網絡的運行。 CAN總線網絡的運行本設計屬于硬件電路設計，不涉及軟件編程，軟件編寫主要是在指導老師和同學的幫助下完成。本設計的創(chuàng)新之處是在充分考慮到在實際應用中數據的發(fā)送和接收不可能人為控制，為了更加貼近實際應用，電路板并沒有設計成數字按鍵模式，而是將要發(fā)送的數據全部燒寫到發(fā)送節(jié)點中，接收節(jié)點只負責接收數據，并通過串口可以在計算機上的測試軟件顯示收到的數據。本網絡系統(tǒng)是對工業(yè)控制系統(tǒng)的模擬，體現了工業(yè)控制要求的實時性、可靠性、靈活性。各個設備擁有顯示裝置以便觀測是否正常進行接收或發(fā)送。發(fā)送節(jié)點發(fā)送數據每成功發(fā)送一次，發(fā)光二極管閃爍一次，數碼管動態(tài)顯示一次F。接收節(jié)點成功接受一次時發(fā)光二極管閃爍一次，數碼管動態(tài)顯示一次R。首先按上述步驟再次完成USBTTL的測試工作，其次向各個CAN節(jié)點燒寫合適的程序。根據本設計的要求和實際情況，我們有四塊一模一樣的CAN節(jié)點板子，任選一個節(jié)點板子作為主機，燒寫發(fā)送數據程序；其余三塊板子按照地址的不同分別燒寫地址為1號、2號、3號的接收程序地址（發(fā)送模塊地址為0號）。待全部燒寫成功后，用總線將四個模塊連接起來。最后，將四個模塊接上電源，可以看到發(fā)送節(jié)點在一直發(fā)送，發(fā)送數碼管顯示F，發(fā)光二極管閃爍；接收節(jié)點根據自己的地址選擇接收與自己標識符信息相同的數據幀，接收時數碼管顯示R，發(fā)光二極管才閃爍。 CAN網絡數據通信運行圖STCISP（在系統(tǒng)可編程）是臺灣宏晶公司開發(fā)的軟件，該軟件兼有單片機程序下載和與單片機通過串口的進行通信的能力，是本設計使用的STC系列單片機的配套使用軟件，功能十分強大，而且使用十分方便。在本設計中，該軟件除了下載單片機程序外，更重要的是通過串口實現與單片機的通信，顯示接收節(jié)點接收到的數據。在本次連接線中，USBTTL連接著3號從機CAN網絡節(jié)點。打開STCISP軟件，選擇打開COM4串口，可以從軟件中看到接收到的數據。3號節(jié)點每閃爍一次，便接收一次數據，通過STCISP串口顯示， 3號節(jié)點地址為03，接收到的數據是03節(jié)點的數據。并且每接收一次數據重復一次，證明通信成功，運行正常。 3號CAN模塊接收的數據顯示此時完成了本課題的要求：完成CAN網絡硬件電路設計，燒寫合適的軟件后軟硬件正確運作，實現搭建4~5個CAN網絡節(jié)點設備，節(jié)點設備能進行簡單數據的通信，通過計算機上的配套測試軟件能顯示接收和發(fā)送的數據。 本章小結本章主要進行了CAN總線網絡節(jié)點的測試及運行工作。在燒寫合適的程序后，先對CAN網絡節(jié)點硬件和通信功能進行測試，在測試正常后，連接線路，燒寫合適的軟件，組建CAN網絡，接上電源，使CAN網絡能夠正常運行，并能達到課題要求。 結 論CAN 總線屬于最有發(fā)展前景的幾種現場總線之一，CAN總線與其他現場總線相比具有突出的可靠性、實時性和靈活性。CAN總線是一種多主方式的串行通信總線，基本設計規(guī)范要求有高的位速率、高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產生的任何錯誤。CAN總線在通信能力的高可靠和易用性、傳輸距離遠、成本低等方面有著明顯的優(yōu)勢，成為業(yè)界最有前途的現場總線之一。現在，由于CAN總線自身的特點，其應用領域已由汽車行業(yè)擴展到過程工業(yè)、機械工業(yè)、機器人和樓宇自動化等領域。在充分學習CAN的相關知識的基礎上，本人在學習CAN總線理論協(xié)議、設計硬件芯片電路和設計網絡互連的基礎上完成了本次課題的小型CAN網絡硬件電路設計，實現設備的簡單數據通信。本設計的網絡系統(tǒng)是對工業(yè)控制系統(tǒng)的模擬，體現了工業(yè)控制要求的實時性、可靠性、靈活性。每個CAN模塊節(jié)點以單片機STC89C52為核心，由CAN控制器SJA1000和CAN收發(fā)器PCA82C250組成CAN總線接口電路。電源采用USBTTL集成板和USB數據線供電，外圍電路的設計支持系統(tǒng)的正常運行，并且提高了抗干擾能力。本次設計的模塊節(jié)點具有實現相對簡單、運行正常、低功耗、抗干擾的特點。CAN總線網絡在將工業(yè)控制、樓宇自動化、機器人等領域發(fā)揮越來越重要的作用。在試驗過程中，難點在于硬件電路的合理設計和軟件的調試過程。在硬件設計中如何合理的設計很重要。由于不熟悉軟件，在軟件調試的過程中，剛開始調試的時候，由于對SJA1000的各個寄存器的功能以及CAN總線的協(xié)議不是特別熟悉，造成在調試的過程中出現了很多的錯誤。今后一定會再仔細學習相關知識，力求做到學懂、學會、學通。致 謝 在我課題設計、論文寫作過程中，有許多老師和同學們給予了我大量的支持和幫助，在此我對他們表示衷心的感謝。我要向我的導師魏勝利老師致以崇高的敬意和深深的謝意。魏老師淵博的學識、高昂的工作熱情、嚴謹的治學態(tài)度深深地感染了我。在學習期間的每一點進步都凝聚著導師的心血和智慧。從設計的選題、設計的論證到設計的制作，再到畢業(yè)論文的撰寫、修改指導，老師的每一步都給予了我細心的指導和嚴謹的要求。在老師的幫助下，我不僅知識得到系統(tǒng)的學習，能力得到提高而且鍛煉了獨立的思考問題和解決問題的能力，在此再次向我的導師致敬。我同時還要感謝趙重明、常國權老師、洪炳林工程師、陳秋偉、朱亦成同學等所有幫助過我的老師和同學們，感謝你們對我無私的幫助和嚴格的要求。由于時間倉促加之缺少經驗、知識能力有限，在設計中難免有不合理的地方，希望各位老們多加指教。最后，我要向在百忙之中抽出時間來評閱我的設計和論文的老師們以及參加本人論文設計答辯的老師們在此表示衷心的感謝。參考文獻［1］來清民．手把手教你學CAN總線［M］．北京：北京航空航天大學出版社,2010.［2］饒運濤 鄒繼軍 [M]. 北京：北京航空航天大學出版社，2002.［3］萬福君，[M].中國科學技術大學出版社，2001.［4］夏繼強，[M].北京：北京航空航天大學出版社，2005.［5］.［6］廣州周立功單片機發(fā)展有限公司（）.SJA1000中文資料,2004.［7］[M].電子工業(yè)出版社，2005.［8］周鳳余，魯守銀，李貽斌，［J］.微計算機信息,2003,2(6),1999.［9］高強，董力川，［J］.自動化技術與應用,2002,1(4),2002.［10］[J].自動化博覽,2005,1(5).［11］SJA1000 standalone CAN Controller Application Semi conductor, 1997.［12］CAN application layer and munication in Automation，2000.[13]PHILIPS SJA1000 standalone CAN controller product .[14]吳立松，CAN總線智能節(jié)點設計[D].哈爾濱理工大學，2009.[15]李真花，崔健等，CAN總線輕松入門與實踐[M] .北京：航空航天大學出版社出版社，2008.41